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Verfahren zur Wiedergewinnung von Lösungsmitteln aus Rohparaffin Die
Erfindung bezieht sich auf das Entparaffinieren von Mineralöl mittels eines Lösungsmittels
und insbesondere auf die Rückgewinnung von Lösungsmitteln aus dem abgeschiedenen
Rohparaffin (slack wax) bei einem solchen mit Hilfe eines Lösungsmittels durchzuführenden
Entwachsungsverfahren.
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Bei dem üblicherweise durchgeführten Entparaffinieren von Mineralölen
mittels eines Lösungsmittels wird das zu entparaffinierende Öl mit einem Lösungsmittel
gemischt, die Öllösungsmittelmischung zwecks Ausfällung des Paraffins abgekühlt
und das abgekühlte Paraffin durch Filtrieren, Schleudern oder Kaltabscheiden von
dem Öl abgetrennt. Ein Teil des bei dem Verfahren verwendeten Lösungsmittels wird
dabei in dem abgeschiedenen Paraffin zurückgehalten; der größte Teil des Lösungsmittels
verbleibt jedoch in dem Öl. Falls in dem System Wasser vorhanden ist, wird es zusammen
mit dem Paraffin abgeschieden. Das Lösungsmittel wird daraufhin im allgemeinen sowohl
aus dem entparaffinierten Öl als auch aus dem Paraffin zu seiner erneuten Verwendung
in dem Verfahren durch Destillieren zurückgewonnen.
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Das im Paraffin enthaltene Wasser gestaltet die Rückgewinnung des
Lösungsmittels oft schwierig, und zwar insbesondere in jenen Fällen, in denen ein
mit dem Wasser mischbares oder in ihm lösliches Lösungsmittel verwendet wird. Dies
ist z. B. der Fall, wenn ein Lösungsmittelgemisch verwendet wird, das aus Aceton
und Benzol oder Aceton, Benzol und Toluol besteht, wobei das Aceton im Wasser löslich
ist. Destilliert man das Lösungsmittel unmittelbar aus dem Paraffin heraus, so wird
das ebenfalls verdampfende Wasser zusammen mit den Lösungsmitteldämpfen hinweggeführt.
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Werden nun diese Dämpfe kondensiert, so scheiden sie sich in eine
obere Schicht, die zusammen
mit Aceton und einer zur Sättigung
dieser Deckschicht ausreichenden Wassermenge im wesentlichen alles Benzol und Toluol
enthält, und eine untere Schicht, die aus Wasser und gelöstem Aceton besteht. Bei
Kühlerterhpe-. raturen von 32' bis 38' enthält z. B. aus ' p ' Aceton,
52°/o Benzol und 13% Toluol zusä mengesetztes Lösungsmittel in gesättigtem Zustande
ungefähr 1,50/0 Wasser. Im technischen Betriebe ist immer genügend Feuchtigkeit
vorhanden, um das Lösungsmittel zu sättigen. Diese 1,50/, Wasser beeinträchtigen
die Ergebnisse, die Filtration und die Güte des Fertigerzeugnisses recht erheblich,
falls das Lösungsmittel wieder verwendet wird, ohne vorher das Wasser zu entfernen.
Das Abscheiden des gelösten Wassers von der Benzol, Toluol und Aceton enthaltenden
Deckschicht ist jedoch mit erheblichen Schwierigkeiten verbunden. Anderseits ist
eine vollständige Rückgewinnung des Lösungsmittels im praktischen Betrieb wünschenswert,
um die Verluste an Lösungsmittel zu vermindern und das Verfahren wirtschaftlich
durchführbar zu machen. Wird das Wasser dagegen nicht aus dem System abgeschieden,
so sammelt es sich allmählich an und verdünnt das Lösungsmittel. Dadurch wird wiederum
die Wirksamkeit des Lösungsmittels beeinträchtigt.
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Das Ziel der Erfindung ist in einer möglichst vollständigen Entfernung
des Wassers aus dem zurückgewonnenen Lösungsmittel sowie in einem Verfahren zu sehen,
nach dem das Wasser einfach und rasch ohne Wärmeverluste aus dem zurückgewonnenen
Lösungsmittel abgeschieden werden kann.
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Auf der anliegenden Zeichnung ist eine Vorrichtung zur Durchführung
des Verfahrens nach der Erfindung schematisch dargestellt.
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Nach der Erfindung wird die von der gekühlten Lösungsmittelöhnischung
abgeschiedene Paraffinlösungsmittelmischung auf eine Temperatur erhitzt, bei der
das ausgefällte Paraffin in dem Lösungsmittel gelöst wird. Bis zu dieser Temperatur
ist die Mischung durch das ausgefällte Paraffin so viscos, daß die Wasserteilchen
nicht abgeschieden werden, trotzdem sie in Form von kleinen durch die Mischung hindurch
verteilten Kügelchen ausgeschieden sind. Die Mischung wird, während sie auf der
erwähnten Temperatur gehalten wird, stehengelassen; dabei scheidet sie sich in eine
untere, eine sehr geringe Menge an Lösungsmittel enthaltende Wasserschicht, und
eine obere Paraffinschicht, die den Hauptteil des Lösungsmittels enthält. Die beiden
Schichten werden daraufhin, wie z. B. durch Abgießen, voneinander getrennt. Danach
wird das Lösungsmittel durch Destillieren aus der oberen Schicht zurückgewonnen.
Irgendwelche in der unteren Wasserschicht zurückgehaltenen geringen Mengen an Lösungsmitteln
können dadurch zurückgewonnen werden, daß diese Schicht mittels Dampf durchspült
wird und die so gewonnenen Dämpfe daraufhin fraktioniert werden, um im ;wesentlichen
reines, nicht durch Wasser verunreinigtes Lösungsmittel aus ihnen wegzu-@ühren.
Dies hat sich auch in jenen Fällen als -durchführbar erwiesen, in welchen nur eine
geringe Menge an Lösungsmittel in dem Wasser zurückgehalten ist. Die aus den beiden
Schichten zurückgewonnenen Lösungsmittelmengen können kondensiert und miteinander
vermischt werden. Das zurückgewonnene Lösungsmittel wird daraufhin auf eine niedrige,
ungefähr der Entparaffinierungstemperatur entsprechende Temperatur abgekühlt, um
auf diese Weise noch in ihm enthaltenen geringen Wassermengen aus ihm abzutrennen.
Das von Wasser befreite, abgekühlte Lösungsmittel wird daraufhin vorzugsweise unmittelbar
einem gekühlten paraffinhaltigem Öl zugesetzt, das sich auf dem Wege zu den Filtern
oder anderen Paraffinabscheidungsvorrichtungen befindet. Vorzugsweise wird das zurückgewonnene
Lösungsmittel von der Destillations- und Kühlzone im Wärmeaustausch mit dem von-
den Paraffinfiltern oder der Paraffinabscheidungszone kommenden Paraffin gebracht,
um das Paraffin zu erwärmen und gleichzeitig das Lösungsmittel zu kühlen.
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In der Zeichnung wird die zu filtrierende gekühlte Paraffinölmischung
von den Kühlern (nicht dargestellt) durch die Leitung io dem Filter ii zugeführt.
Ein Behälter i2 für das zu entparaffinierende Öl ist dazu vorgesehen, den Schwankungen
in der Zufuhrmenge und demgemäß der Filtration Rechnung zu tragen. Durch die Einführung
von Rauchgas durch die Leitung 13 wird auf die in dem Sammelbehälter 12 befindliche
Flüssigkeit ein Gasdruck ausgeübt. Das paraffinfreie Öl wird von dem Filter ii durch
die Leitung 14 einem Vorratsbehälter zugeführt. Das Rohparaffin gelangt von dem
Filter ii durch die Leitung j5 in den Behälter 16.
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Die Erfindung ist zum Zweck der Erläuterung beispielsweise in Verbindung
mit dem bekannten Aceton-Benzol-Entparaffinierungsverfahren beschrieben, bei dem
das zu entparaffinierende Öl mit ungefähr drei bis vier Raumteilen eines aus 35
°/0 Aceton und 65 °/° Benzol bestehenden Lösungsmittels vermischt ist.- Es kann
auch eine Lösungsmittelmischung aus Aceton, Benzol und Toluol verwendet werden.
Das Benzol und das Toluol sind mit dem Wasser nicht mischbar, so daß sich bei ihrer
Rückgewinnung nur geringe Schwierigkeiten ergeben. Das Aceton ist dagegen in Wasser
löslich und bereitet bei der Rückgewinnung eines wasserfreien Lösungsmittels . Schwierigkeiten.
Trotzdem die Erfindung insbesondere in Verbindung mit der Rückgewinnung von Aceton
und Benzol aus dem Paraffin beschrieben ist, ist sie doch nicht auf diese besondere
Lösungsmittelmischung beschränkt,
sondern allgemein auf Lösungsmittel
oder Lösungsmittelmischungen anwendbar, die einen oder mehrere Bestandteile enthalten,
die bei normalen Betriebstemperaturen bis zu einem gewissen Grade mit dem Wasser
mischbar oder in ihm löslich sind. So kann die Erfindung z. B. auf andere Ketone,
wie Methyl-Ethyl-Keton, Hexanen oder Methyl-Isobutyl-Keton und auf Mischungen von
diesen mit Benzol oder Toluol angewendet werden.
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Nach der Erfindung wird der Wachsrückstand von dem Behälter 16 mit
Hilfe der Pumpe 18 durch die Leitung 1g hindurch dem Wärmeaustauscher 2o zugepumpt;
dabei kommt das Paraffin in Wärmeaustausch mit dem durch die Leitung 21 eingeführten
warmen zurückgewonnenen Lösungsmittel. Auf diese Weise wird das Paraffin erhitzt,
während das zurückgewonnene Lösungsmittel gleichzeitig dementsprechend gekühlt wird.
Das Paraffin wird dann durch das Rohr 22 hindurch dem mit Dampf beheizten Erhitzer
23 zugeführt, in dem es auf eine Temperatur erwärmt wird, bei der das Paraffin sich
im vorhandenen Lösungsmittel, im vorliegenden Fall azcetonhaltig, löst, wobei sich
das vorhandene Wasser abscheidet. Daraufhin wird die Lösung durch die Leitung 24
in einen mittleren Teil einer Abscheidungstrommel 25 geführt. In dieser Trommel
wird die Mischung stehengelassen und in eine obere Paraffinölschicht, die den Hauptteil
des Lösungsmittels enthält, und eine untere Wasserschicht, in der nur eine sehr
geringe Menge des in dem Wasser löslichen Bestandteils enthalten ist, geschieden.
Im Falle des Aceton-Benzol-Entparaffinierungsverfahrens enthält die ausgeschiedene
untere Wasserschicht ungefähr 250/0 Aceton, falls das Rohparaffin auf eine Temperatur
von 31,1' erwärmt und danach auf dieser Temperatur stehengelassen wurde. Der Hauptteil
des Acetons sowie im wesentlichen das ganze Benzol sind dabei in der Paraffinölschicht
enthalten. Die Wasserschicht kann unterbrochen oder periodisch durch die Leitung
26 in den mit einer Entlüftung 28 versehenen Behälter 27 entleert werden.
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Die von dem Hauptteil des Wassers getrennte Paraffinölschicht fließt
über die Trommel 25
und gelangt durch die Leitung 30 über die Wärmeaustauschschlange
31 in den Dampfwärmeaustauscher 32. Daraufhin fließt sie durch die Leitung 33 in
den Abdampferhitzer 34 und von da schließlich durch die Leitung 35 in die Spültrommel
36 für das Paraffin. Das Paraffin wird vom unteren Ende der Trommel 36 durch
die Pumpe 37 abgezogen, über die Leitung 38 durch eine in einem Ofen angeordnete
Heizschlange 39 gedrückt und darauf durch die Leitung 40 in den oberen Dampfteil
der Trommel 36 zurückgeführt. Auf diese Weise wird der größte Teil des Lösungsmittels
aus dem Paraffin herausdestilliert. Ein Teil des durch die Leitung 38 hindurchfließenden
Strahls wird durch die Leitung 42 einer Zone (nicht dargestellt) zugeführt, in der
Dämpfe durch das ..Paraffin hindurchgeblasen werden, um das restliche Lösungsmittel
aus ihm zu entfernen. Danach wird das Paraffin einem Behälter oder e=her Vorratskammer
zugeführt bzw. einer weiteren Behandlung unterworfen. Da dieser Teil der Vorrichtung
als allgemein bekannt angesehen werden kann und auch keinen Teil der Erfindung bildet,
ist eine ausführliche Beschreibung und eine Darstellung dieser Teile überflüssig.
Die in der Trommel 36 abdestillierten Lösungsmitteldämpfe strömen durch die
Leitung 43 durch den Wärmeaustauscher 32 durch und daraufhin in den Wasserkühler
44, in dem sie kondensiert werden und durch die Leitung 45 in einen Lösungsmittelbehälter
46 fließen, der mit einer Entlüftung 47 ausgerüstet ist.
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Die eine geringe Menge an wasserlöslichen Lösungsmitteln, wie Aceton,enthaltende
Wasserschicht aus der Trommel 25 wird durch die Pumpe 50 aus dem Behälter
27 abgezogen, durch die Leitung 51 durch den Dampferhitzer 52 gedrückt und daraufhin
über die Leitung 53 einem mittleren Teil der Spülsäule 54 zugeführt. Die Spülsäule
54 befindet sich über einer Verdampferkammer 55, in welche durch eine Leitung 56
Dampf eingeführt wird. Der Dampf strömt nach oben durch das Aceton enthaltende erwärmte
Wasser hindurch und dient dazu, das Aceton im wesentlichen vollständig aus dem Wasser
auszuspülen. Die ausgespülten Acetondämpfe und der Dampf strömen gegenläufig zu
einem nach unten gerichteten Rückflußstrom, der durch die Leitung 57 zugeführt wird,
nach oben durch die Säule 54 hindurch. Durch den Rückflußstrom wird der größte Teil
des Dampfes kondensiert, so daß in der Hauptsache nur Aceton nach oben aus der Säule
54 ausströmt und zu dem Wasserkühler 58 gelangt, in dem es kondensiert wird und
danach in die Rückflußtromme159 fließt. Ein Teil des kondensierten Acetons wird
durch die Leitung 57 von dem unteren Ende der Trommel 59 als Rückfluß wieder der
Spülsäule 54 zugeführt. Die überschüssige Flüssigkeitsmenge fließt von einem mittleren
Teil durch die Leitung 6o der Trommel 59 dem Lösungsmittelbehälter 46 zu.
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Das gemischte Lösungsmittel wird durch die Förderpumpe 62 von dem
Behälter 46 abgezogen und durch die Leitung 21 dem Wärmeaustauscher 2o zugedrückt,
in dem es abgekühlt wird. Das gekühlte Lösungsmittel fließt daraufhin durch die
Leitung 64 dem Kühler 65 zu, in. dem es auf eine niedrige, annähernd der Entwachsungstemperatur
entsprechende Temperatur abgekühlt wird, z. B. auf etwa -23'
bis -29°. Das
gekühlte Lösungsmittel gelangt danach über die Leitung 66 in den Behälter 67, in
dem gegebenenfalls noch in dem
Lösungsmittel verbliebenes und in
dem Kühler 65 abgeschiedenes Wasser abgetrennt wird. Das Lösungsmittel wird nunmehr
durch die Leitung 68 der Leitung io zugeführt, wo es mit der gekühlten Ölwachsmischung
zusammentrifft. Das Lösungsmittel und die Olparaffinmischung werden dabei vollständig
miteinander vermischt, indem sie, bevor sie in den Filter ii oder den Sammelbehälter
i2 gelangen, durch einen Durchwirbelungsmischer 69 hindurchgeführt werden. Auf diese
Weise wird das gefühlte Lösungsmittel dem System an einer solchen Stelle wieder
zugeführt, an der sich die Temperatur des Systems derjenigen des Lösungsmittels
nähert, so daß Wärme- oder Kälteverluste vermieden werden.